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1、平顶山工业职业技术学院毕业设计书 课题名称：小型变电站的设计专业 ：矿山机电电器维修班级 ：电器维修一班学号 ： 姓名 ： 目 录第一章 引 论41.1电力系统的一般41.2变电所的作用和工作原理及分类5第二章 概 论72.1设计的基本要求说明72.2设计范围及建设规模92.3设计主要内容9第三章 主变压器的选择103.1主变器台数的确定103.2主变压器的容量的确定103.3选择主变压器11第四章 电气主接线144.1对电气主接线的说明144.2主接线设计原则144.3主接线的选择17第五章 短路电流计算215.1概述215.2计算条件235.3短路过程分析265.4短路电流的计算方法27第
2、六章 变电所设备的选择与校验326.1高压电器选择的一般要求326.2高压断路器的选择396.3高压隔离开关选择416.4电流互感器的选择416.5电压互感器的选择436.6高压侧避雷器选择446.7 10KV侧主要电气设备选择456.8全所所用设备47第七章 继电保护设计487.1电力系统继电保护的作用487.2继电保护的要求497.3变压器保护的配置原则：497.4变电所10KV配电装置母线保护507.5 10KV线路保护装设原理50第八章 过电压保护选择518.1雷过电压保护518.2 310KV配电装置的过电压保护：53第一章 引 论1.1电力系统的一般概念电能是社会主义建设和人民生活
3、不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大多建在动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远专业对电气主接线提供的资料4.2.2主接线设计的基本要求：主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三相基本要求4.2.2.1保证必要的供电可靠性供电可靠性是电力生产和电能分配的首要任务。由于电力系统的发电、送电和用电是同时完成的，并且在任何时候都保持平衡关系，无论哪部分故障，都将影响整个电力系统的正常运行电气主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一次部分和二次部分综合。因此除了尽可能选用工作可靠的一次设备和二次设备外，还应设计这些设备的合理连接方式可
4、靠性的具体要求：各个元件的等值阻抗，将此电源的内阻大的多，因而电源母线上的电压变化很小，实际计算时甚至可以认为没有变化，既认为是一个恒压源，这种电源就称为无限大容量电源。三相短路电源的变化规律三相短路后，在短路暂态过程中，短路电流等于它的周期分量和非周期分量的瞬间值之和，短路电流的非周期分量是随时间按指数规律衰减的。当非周期分量为零时，短路既进入稳态过程，此时稳态短路电流的大小不再变化，这是这种系统短路的显著特点。三相短路冲击电流id三相短路电流的最大瞬时值出现在短路发生后约半个周波左右，它不仅与周期分量的幅值有关，也与非周期分量的起始值有关，最严重的短路情况下，三相短路电流的最大瞬时值称为冲
5、击电流Idhich=2KchIzp式中： Kch =1+e-ttd 短路电流冲击系数 Izp短路电流周期分量的有效值一般:高压电网：Kch=1.8 ich=2.55Izp低压电网：Kch=1.3 ich=1.84Izp三相短路冲击电流有效值IchIch= Izp1+2（Kch-1）2一般：高压电网：Kch=1.8 ich=1.52Izp 低压电网：Kch=1.3 ich=1.09Izp5.3.2由“有限容量系统”供电时的三相短路电流假如向短路点输送短路电流的电源容量较小，或者短路点离电源较近，在这种情况下称为有限容量系统供电的短路，在此条件下，电源电压的变化并非恒定不变，短路电源周期分量IeI
6、gmax6.2.3按开断电流选择在给定的电网电压下，高压断路器的开断电流Iekd应满足Iekd Ixt式Ixt-断路器实际开断时间tk秒的短路电流周期分量的有效值断路器实际开断时间tk等于继电保护主保护动作时间与断路器的固有分闸时间之和6.2.4按额定关合电流选择断路器的额定关合电流ieg应不小于最大短路电流冲击值iciiegici6.2.5动稳定校验高压断路器的极限通过电流峰值idw应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流ici即idwici6.2.6热稳定校验高压断路器的短时允许发热量应不小于短路期内短路电流发出的热量据上述参数选择高压断路器型号为：LW9-66/2500-31.5 SF6断
7、路器 参数如下表：额定电压最高工作电压额定电流额定短路开断电流额定短路关合电流额定短路持续时间额定峰值耐受电流66KV72.5KV2500A31.5KA80KA4S80KA厂家：瓦房店高压开关厂6.3高压隔离开关选择隔离开关应根据下列条件选择：型式和种类；额定电压；额定电流；动稳定；热稳定选择隔离开关型号为：GW560D 6组 GW5-60 8组参数如下表：额定电压额定电流动稳定电流热稳定电流单相接地开关所配机构动稳定电流热稳定电流隔离开关接地开关66KV630A50KA20KA/4S50KA20KA/4SCS17-GCS17-G厂家：沈阳高压开关有限公司6.4电流互感器的选择6.4.1设备种
8、类的选择电流互感器的种类和型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对6-10KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，宜采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器6.4.2按一次额定电压和额定电流选择电流互感器的一次额定电压和额定电流必须满足UeUewIeiIgmaxUe 、Iei-一次额定电压和额定电流Ue、Igmax-安装处一次回路工作电压和最大工作电流6.4.3按准确度级和副边负荷选择6.4.4热稳定校验6.4.5动稳定检验 选择高压侧电流互感器型号为：LCWB5-63其主要参数为：额定电流比二次组合准确级额定负荷套管泄露距离（MM）短时（1S
9、）热电流（KA）动稳定电流（KA）2*300/50.5/B/B0.5/B50/5015004S80KA6.5电压互感器的选择6.5.1装置种类和型式选择电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择。对于3-20KV屋内配电装置，宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器；对于35KV以上配电装置宜采用电磁式电压互感器6.5.2按一次回路电压选择为了保证电压互感器的安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（0.91.1）Ue1范围内变动，即满足条件：1.1Ue1U10.9 Ue1式中 U1-电网电压Ue1-电压互感器一次绕组额定电压6.5.3按二次回
10、路电压选择电压互感器的二次额定电压必须满足继电保护装置和测量用标准仪表的要求6.5.4按准确级和容量选择对应于测量仪表要求的最高准确级的电压互感器的额定二次容量Se2应不小于电压互感器的二次负荷容量S2选择电压互感器型号为：JCC563额定电压额定负荷（VA）极限负荷一次绕组二次绕组剩余电压绕组二次绕组（VA）0.2级0.5级1.0级3P级200066/30.1/30.1/31502504003006.6高压侧避雷器选择避雷器是一种保护电器、用来限制电气设备上承受的过电压选择避雷器应考虑：系统额定电压；系统最高运行电压；避雷器额定电压；避雷器在5KA 8/20S冲击电压下的残压本设计选用氧化锌
11、避雷器：H5W-90/220参数如下：额定电压持续运行电压系统电压5KA 8/20S冲击电压下的残压90KV72.5KV66KV220KV6.7 10KV侧主要电气设备选择6.7.1母线联络开关主变二次电流Ie=1452A Ue=10KV则选择ZN12-10/1600型真空断路器(1组)额定电压额定电流额定短路开断电流额定短路关合电流额定热稳定电流额定动稳定电流10KV1600A40KA80KA40KA/4S100KA6.7.2负荷配出线开关、电容器组开关最大负荷电流ILmax=314A Ue=10KV则选择ZN12-10/1600型真空断路器(18组)参数如上表6.7.3电流互感器选择6.7
12、.3.1参数选择（按下表进行选择）项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压，一次回路电流，二次回路电流，二次侧负荷，准确度等级，暂态特性，二次级数量，机械菏载短路稳定动稳定倍数，热稳定倍数承受过电压能力绝缘水平、泄露比距环境要求环境温度、最大风速、海拔高度、地震烈度6.7.3.2型式选择35KV以下的屋内配电装置的电流互感器宜采用瓷绝缘结构或环氧树脂浇注绝缘结构。35KV以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器6.7.4电压互感器选择6.7.4.1参数选择6.7.4.2型式选择6-10KV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜或比较狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构6.7.
13、4.3接线选择6.7.4.4电压选择6.7.4.5准确度及二次负荷6.7.5所用变选择为了考虑本变电所的动力和照明负荷等需要，本变电所设计两台变压器，一台工作，另一台作备用。选型号为SC7-100/106.7.6高压开关柜的主母线选择通过主母线最大电流Imax=1452AS=Imax/Je=1452/2.25=645mm2选用TMY-80*10 mm2的铜母线6.7.7其他辅助设备继电保护屏2面（每屏两条线路）；中央信号屏1面；60KV线路控制屏2面（每屏两条线路）；硅整流屏1面；交流屏1面；主变保护屏2面，10KV进线控制屏2面。共11面6.8全所所用设备名称型号规格数量备注主变压器SFL1-20000/602台高压断路器LW9-66/2500-31.57台高压隔离开关GW560D 6组高压隔离开关GW5-60 8组高压电流互感器LCWB5-637组高压电压互感器JCC5632组60KV避雷器H5W-90/2204组母线2组，变压器2组高压开关柜KYN18A-1021台ZN12-10/1600型真空断路
